Apa itu fatamorgana kuantum?

Hari ini, pemutar MP3 yang lebih kecil dari buku pertandingan dapat menyimpan dua gigabyte informasi mdash;Ruang yang cukup untuk sekitar 500 lagu.Ketika datang ke kemampuan, daya, kecepatan, dan efisiensi energi yang dimungkinkan untuk dikemas ke dalam ponsel, atau laptop, sebuah fenomena yang disebut kuantum mirage menumbuhkan bahwa permukaan mungkin hanya tergores sejauh ini.Pada dasarnya, mirage kuantum adalah fenomena yang menunjukkan bahwa data dapat ditransfer tanpa kabel konvensional.

Pada tahun 1993, para ilmuwan IBM menemukan konsep mirage kuantum.Penemuan itu dapat dianggap sebagai titik balik dalam sejarah nanoteknologi, bahkan ketika sirkuit terintegrasi mendekati batasnya dalam miniaturisasi.Sejauh teknologi ini, itu tergantung pada sesuatu yang ditemukan di abad ke -19 mdash;kabel.Akhirnya, kabel menjadi terlalu kecil untuk aliran elektron yang efisien dan koneksi keluar.Alih -alih mengalir melalui kabel, informasi dalam sirkuit atom ini mengendarai gelombang di lautan elektron.

Sebuah tim di IBM, yang dipimpin oleh Don Eigler, mengatur percobaan untuk menunjukkan fatamorgana kuantum dalam aksi.Menggunakan pemindaian, mikroskop tunneling, mereka mengumpulkan elips dengan diameter 5.000 kali lebih kecil dari rambut manusia.Elips dibentuk oleh kalung 36 atom kobalt pada permukaan kristal tembaga yang didinginkan hingga empat derajat di atas nol absolut. Mereka menggunakan elips karena, sebagai bentuk geometris, ia memiliki apa yang disebut titik fokus di setiap ujung sumbu panjangnya.Jika Anda menggambar garis dari satu titik fokus ke titik mana pun pada elips, maka ke titik fokus yang berlawanan, jarak akan selalu sama.

Mereka menggunakan tembaga karena atom non-magnetik dan kobalt magnetis.Mereka menempatkan tembaga dalam pembekuan dalam karena ketika sudah dingin, elektron di tembaga menghasilkan resonansi yang disebut efek Kondo ketika atom kobalt bersentuhan dengan mereka.Efek Kondo adalah gagasan bahwa hambatan listrik menyimpang ketika suhu dekat 0 Kelvin.

Elips atom kobalt membentuk elektron yang mengandung kandang dari kristal tembaga.Seperti yang diharapkan, ketika para ilmuwan IBM menggunakan pemindaian, mikroskop tunneling untuk memposisikan atom di dalam elips yang mereka lihat efek Kondo.Tetapi, ketika mereka memindahkan atom kobalt ke salah satu titik fokus pada elips, efek Kondo muncul di titik fokus lainnya.

Pada dasarnya, resonansi yang diciptakan oleh atom kobalt magnetik yang berinteraksi dengan rode elektron tembaga non-magnetik magnetikGelombang melalui elektron yang terkandung di dalam kalung kobalt ke titik fokus lainnya.Semua ini terlepas dari kenyataan bahwa atom tidak ada di sana.Para ilmuwan menjuluki efek mirage kuantum ini.

Ilmuwan IBM berteori bahwa kuantum mirage dapat dioperasikan dengan cara yang mirip dengan memfokuskan cahaya dengan lensa, atau suara dengan reflektor parabola.Tetapi teknologinya memiliki jalan panjang.Merangkai kalung atom dengan pemindaian, mikroskop tunneling membutuhkan banyak waktu dan energi.Tetapi jika prosesnya dapat dipercepat dan disempurnakan, bayangkan saja, suatu hari orang mungkin dapat menyimpan 10.000 lagu dalam pemutar MP3 mikroskopis yang ditanamkan di telinga bagian dalam.Mengapa tidak?Dengan fenomena seperti mirage kuantum yang ada di alam semesta, apapun mungkin.